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Tema W02

Bundle W02 de Ciencias Naturales para Grado 11 en México (SEP NEM Mexico 2026 / EXANI-II / COMIPEMS Ciencias Naturales): 20 preguntas con explicación pedagógica.

Alineación: SEP NEM Mexico 2026 / EXANI-II / COMIPEMS Ciencias Naturales

MX-CIE-11-2026-W02-biologia-celular-transporte-metabolismo-001-MASTERY-bundle

Pregunta 1

Bloom: Remember

En un laboratorio de fisiología en Guadalajara, se analiza el paso de gases a través de la membrana.

¿Qué tipo de moléculas atraviesan la bicapa fosfolipídica por difusión simple sin gastar ATP?

Elige una opción para comprobar tu respuesta.

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Respuesta correcta: A) Moléculas pequeñas no polares como O2 y CO2

  • A) Moléculas pequeñas no polares como O2 y CO2¡Correcto! Los gases apolares pequeños difunden a favor de su gradiente por la zona hidrofóbica de la membrana.
  • B) Iones cargados como Na+ y K+Incorrecto. Los iones requieren canales iónicos o bombas proteicas debido a su carga.
  • C) Macromoléculas polares como la glucosaIncorrecto. La glucosa requiere transportadores facilitados (proteínas GLUT).
  • D) Proteínas plasmáticas solublesIncorrecto. Las proteínas sólo entran o salen por transporte vesicular.

💡 Explicación

La difusión simple es un proceso pasivo donde moléculas pequeñas apolares difunden a favor de gradiente a través de la bicapa fosfolipídica.

Pregunta 2

Bloom: Remember

Un estudiante en Monterrey analiza eritrocitos sumergidos en agua destilada (medio hipotónico).

¿Qué fenómeno le ocurre a la célula animal por la entrada masiva de agua por ósmosis?

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Respuesta correcta: B) Lisis o hemólisis

  • A) CrenaciónIncorrecto. La crenación ocurre en medios hipertónicos por deshidratación.
  • B) Lisis o hemólisis¡Correcto! En medio hipotónico el agua entra en la célula hasta romper la membrana celular.
  • C) Turgencia indestructibleIncorrecto. La turgencia es propia de células vegetales con pared celular.
  • D) PlasmólisisIncorrecto. La plasmólisis ocurre en plantas cuando la membrana se retrae de la pared.

💡 Explicación

El agua entra por ósmosis al eritrocito debido a la mayor concentración de solutos interna, causando lisis celular por falta de pared.

Pregunta 3

Bloom: Understand

En una clase en Puebla se compara el transporte activo con el pasivo.

¿Cuál es la característica definitoria del transporte activo?

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Respuesta correcta: C) Requiere energía metabólica (ATP) y ocurre contra el gradiente electroquímico

  • A) Ocurre siempre a favor del gradiente sin consumir energíaIncorrecto. Esta es la definición de transporte pasivo.
  • B) Utiliza únicamente acuaporinas para mover aguaIncorrecto. Las acuaporinas realizan difusión facilitada (transporte pasivo).
  • C) Requiere energía metabólica (ATP) y ocurre contra el gradiente electroquímico¡Correcto! El transporte activo desplaza solutos en contra de su gradiente consumiendo ATP o energía quimiosmótica.
  • D) Es exclusivo de bacterias procariontesIncorrecto. Existe en todo tipo de células vivas eucariontes y procariontes.

💡 Explicación

El transporte activo utiliza trabajo metabólico para bombear solutos desde zonas de menor concentración hacia zonas de mayor concentración.

Pregunta 4

Bloom: Understand

Se estudia la glucólisis en el citosol de células musculares en la CDMX.

¿Cuál es el rendimiento neto de una molécula de glucosa degrada en la glucólisis anaeróbica?

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Respuesta correcta: D) 2 piruvatos, 2 ATP netos y 2 NADH

  • A) 38 ATP netos y CO2 libreIncorrecto. 38 ATP requiere respiración celular aeróbica completa en mitocondria.
  • B) 1 acetil-CoA y 6 FADH2Incorrecto. El acetil-CoA se forma dentro de la matriz mitocondrial.
  • C) 2 lactatos sin producir ningún ATPIncorrecto. La glucólisis produce netamente 2 ATP antes de cualquier fermentación.
  • D) 2 piruvatos, 2 ATP netos y 2 NADH¡Correcto! La glucólisis genera 2 moléculas de piruvato, 2 ATP netos y 2 NADH por glucosa.

💡 Explicación

La glucólisis convierte una hexosa en dos triosas (piruvato), produciendo 4 ATP y consumiendo 2, dejando un saldo neto de 2 ATP y 2 NADH.

Pregunta 5

Bloom: Understand

Un estudiante en Toluca estudia la bomba Sodio-Potasio (Na+/K+ ATPasa).

¿Cuántos iones de Na+ y K+ transporta la bomba por cada ATP hidrolizado y en qué dirección?

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Respuesta correcta: A) Expulsa 3 Na+ e ingresa 2 K+

  • A) Expulsa 3 Na+ e ingresa 2 K+¡Correcto! La bomba expulsa 3 Na+ al exterior e ingresa 2 K+ al citoplasma por cada ATP.
  • B) Ingresa 3 Na+ y expulsa 2 K+Incorrecto. La dirección del sodio es hacia afuera para mantener bajo el Na+ citosólico.
  • C) Expulsa 2 Na+ e ingresa 2 K+Incorrecto. La relación es asimétrica electrogénica 3:2.
  • D) Expulsa 1 Na+ e ingresa 3 K+Incorrecto. La estequiometría fija es de 3 Na+ por 2 K+.

💡 Explicación

La Na+/K+ ATPasa es un transporte activo primario electrogénico que mantiene los gradientes de reposo sacando 3 Na+ e ingresando 2 K+.

Pregunta 6

Bloom: Apply

En un experimento metabólico en Mérida, se cultiva levadura en condiciones anaeróbicas.

¿Qué productos finales genera la levadura mediante fermentación alcohólica?

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Respuesta correcta: B) Etanol y dióxido de carbono (CO2)

  • A) Ácido láctico y aguaIncorrecto. El ácido láctico se produce en fermentación láctica muscular o bacteriana.
  • B) Etanol y dióxido de carbono (CO2)¡Correcto! En anoxia la levadura convierte el piruvato en etanol y libera CO2 para regenerar NAD+.
  • C) Ácido cítrico y oxígenoIncorrecto. El ácido cítrico es del ciclo de Krebs; la fotosíntesis produce O2.
  • D) Metanol y monóxido de carbonoIncorrecto. La fermentación metabólica natural no produce metanol ni CO toxicogénico.

💡 Explicación

La fermentación alcohólica decarboxila el piruvato a acetaldehído (liberando CO2) y luego lo reduce a etanol regenerando NAD+.

Pregunta 7

Bloom: Apply

Se estudia la fase luminosa de la fotosíntesis en hojas de plantas en León.

¿En qué membrana ocurre la fase luminosa y cuáles son sus productos principales?

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Respuesta correcta: C) Membrana de los tilacoides; producen ATP, NADPH y O2

  • A) Estroma del cloroplasto; producen glucosa y CO2Incorrecto. En el estroma ocurre el ciclo de Calvin que consume ATP y NADPH.
  • B) Membrana externa del cloroplasto; producen piruvatoIncorrecto. Las reacciones fotosintéticas ocurren en tilacoides y estroma.
  • C) Membrana de los tilacoides; producen ATP, NADPH y O2¡Correcto! Los fotosistemas en los tilacoides captan luz para generar ATP, NADPH y liberar O2.
  • D) Estomas de la epidermis; producen nitrógeno gasIncorrecto. Los estomas son poros epidérmicos para intercambio gaseoso.

💡 Explicación

La fase luminosa sucede en los tilacoides. La absorción de luz genera un transporte de electrones que produce NADPH, ATP y O2 por fotólisis del agua.

Pregunta 8

Bloom: Apply

En Xalapa se analiza la enzima clave de la fijación fotosintética de carbono en el ciclo de Calvin.

¿Qué enzima cataliza la unión del CO2 inorgánico a la Ribulosa-1,5-bisfosfato (RuBP)?

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Respuesta correcta: D) RuBisCO

  • A) ATP SintasaIncorrecto. La ATP sintasa sintetiza ATP impulsada por el flujo de protones.
  • B) Piruvato cinasaIncorrecto. La piruvato cinasa es una enzima de la glucólisis.
  • C) AmilasaIncorrecto. La amilasa degrada polímeros de almidón en azúcares simples.
  • D) RuBisCO¡Correcto! La RuBisCO es la enzima estromal que fija el CO2 atmosférico a la molécula orgánica RuBP.

💡 Explicación

La RuBisCO cataliza la carboxilación de RuBP (5C) con CO2 para formar dos moléculas de 3-fosfoglicerato en el estroma.

Pregunta 9

Bloom: Understand

Un estudiante en Querétaro analiza el papel de las coenzimas NADH y FADH2 en la mitocondria.

¿Cuál es la función principal de NADH y FADH2 en la respiración aeróbica?

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Respuesta correcta: A) Cedan electrones de alta energía a la cadena respiratoria para impulsar la síntesis de ATP

  • A) Cedan electrones de alta energía a la cadena respiratoria para impulsar la síntesis de ATP¡Correcto! NADH y FADH2 transportan electrones a los complejos mitocondriales para bombear H+ y generar ATP.
  • B) Formar la estructura rígida de la membrana externaIncorrecto. Son nucleótidos solubles, no fosfolípidos o proteínas estructurales.
  • C) Bloquear los canales pasivos de potasioIncorrecto. No regulan la permeabilidad iónica pasiva.
  • D) Transformarse directamente en glucosa citoplásmicaIncorrecto. Son acarreadores de electrones redox, no azúcares.

💡 Explicación

NADH y FADH2 son reducidos en la glucólisis y ciclo de Krebs y entregan sus electrones a la cadena respiratoria en la membrana interna mitocondrial.

Pregunta 10

Bloom: Understand

Durante la absorción intestinal de glucosa en Aguascalientes, se utiliza el cotransportador SGLT1.

¿Por qué el simportador Na+/glucosa se clasifica como transporte activo secundario?

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Respuesta correcta: B) Usa el gradiente de Na+ generado por la bomba Na+/K+ ATPasa sin hidrolizar ATP directamente

  • A) Hidroliza 2 moléculas de ATP directamente por glucosaIncorrecto. La proteína simportadora no hidroliza ATP por sí misma.
  • B) Usa el gradiente de Na+ generado por la bomba Na+/K+ ATPasa sin hidrolizar ATP directamente¡Correcto! El transporte secundario acopla la entrada de Na+ a favor de gradiente para meter glucosa en contra de gradiente.
  • C) Mueve la glucosa por difusión libre entre fosfolípidosIncorrecto. Requiere una proteína transportadora de membrana.
  • D) No requiere ninguna proteína transmembranaIncorrecto. Todo cotransporte requiere proteínas de transporte.

💡 Explicación

El transporte activo secundario aprovecha la energía potencial del gradiente de sodio acumulado previamente por la bomba de sodio-potasio.

Pregunta 11

Bloom: Analyze

Un veneno bloquea la citocromo c oxidasa (Complejo IV) de la cadena de electrones mitocondrial.

¿Qué efecto directo ocurre sobre el consumo de O2 y la síntesis de ATP?

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Respuesta correcta: C) Se detiene el flujo de electrones al O2, se disipa el gradiente protónico y cesa la producción de ATP

  • A) Aumenta masivamente el consumo de O2 y ATPIncorrecto. El consumo de O2 cae a cero al bloquearse el sitio de reducción.
  • B) Se activa la fotosíntesis compensatoria en el citosolIncorrecto. Las células animales no realizan fotosíntesis.
  • C) Se detiene el flujo de electrones al O2, se disipa el gradiente protónico y cesa la producción de ATP¡Correcto! Al bloquear el Complejo IV no se reduce el O2, se detiene la cadena respiratoria y la síntesis de ATP.
  • D) Se convierte la mitocondria en un poro pasivoIncorrecto. Los complejos enzimáticos bloqueados causan colapso metabólico no poros pasivos.

💡 Explicación

La inhibición del Complejo IV impide la transferencia final de electrones al oxígeno, colapsando el gradiente quimiosmótico y la producción de ATP.

Pregunta 12

Bloom: Analyze

Se administra dinitrofenol (DNP), una molécula que permeabiliza la membrana mitocondrial interna a los protones H+.

¿Qué consecuencia ocurre en el consumo de oxígeno y producción de ATP?

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Respuesta correcta: D) La cadena respiratoria consume O2 pero la energía se disipa como calor sin producir ATP

  • A) Se cuadruplica la síntesis de ATP mitocondrialIncorrecto. Al disipar el gradiente de H+, la ATP sintasa no puede sintetizar ATP.
  • B) Se detiene de inmediato el ciclo de KrebsIncorrecto. El ciclo de Krebs se acelera intentando reponer la falta de ATP.
  • C) Se acumula glucosa en forma de almidónIncorrecto. Las células animales destruyen reservas para intentar reponer ATP.
  • D) La cadena respiratoria consume O2 pero la energía se disipa como calor sin producir ATP¡Correcto! El DNP desacopla la respiración de la ATP sintasa disipando la fuerza protón-motriz en forma de calor.

💡 Explicación

Los desacopladores disipan el gradiente electroquímico de protones a través de la membrana interna, impidiendo que la ATP sintasa genere ATP.

Pregunta 13

Bloom: Analyze

Un maratonista en la CDMX realiza un esfuerzo extenuante donde el aporte de O2 es insuficiente.

¿Qué vía metabólica convierte el piruvato en lactato para regenerar NAD+?

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Respuesta correcta: A) Fermentación láctica

  • A) Fermentación láctica¡Correcto! La lactato deshidrogenasa reduce el piruvato a lactato regenerando el NAD+ necesario para continuar la glucólisis.
  • B) Fermentación acéticaIncorrecto. La fermentación acética es propia de bacterias del vinagre.
  • C) Ciclo de Calvin invertidoIncorrecto. El ciclo de Calvin no ocurre en tejido animal muscular.
  • D) Fijación fotosintéticaIncorrecto. El músculo animal no realiza fotosíntesis.

💡 Explicación

En anoxia muscular, la lactato deshidrogenasa usa NADH para reducir el piruvato a lactato, recuperando NAD+ para mantener la glucólisis.

Pregunta 14

Bloom: Analyze

Se evalúa la velocidad de paso de agua por acuaporinas en células renales de Pachuca.

¿Por qué el transporte de agua por acuaporinas se considera difusión facilitada pasiva?

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Respuesta correcta: B) Ocurre a favor del gradiente osmótico sin gasto de ATP a través de un canal proteico

  • A) Consume GTP para cambiar de conformaciónIncorrecto. Las acuaporinas son canales pasivos constitutivos.
  • B) Ocurre a favor del gradiente osmótico sin gasto de ATP a través de un canal proteico¡Correcto! Las acuaporinas son poros proteicos que facilitan el movimiento pasivo de agua a favor de su gradiente.
  • C) Bombea agua en contra del gradiente de solutoIncorrecto. El agua sigue pasivamente el gradiente de potencial hídrico.
  • D) Transporta sodio acoplado a moléculas de aguaIncorrecto. Las acuaporinas son altamente selectivas para agua y excluyen iones.

💡 Explicación

Las acuaporinas aceleran la Difusión facilitada de agua a través de membranas biológicas a favor de gradientes osmóticos sin requerir ATP.

Pregunta 15

Bloom: Apply

Un agrónomo en Sinaloa compara la eficiencia fotosintética de plantas C3 y C4 en ambiente cálido.

¿Qué estrategia bioquímica y anatómica reduce la fotorrespiración en plantas C4?

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Respuesta correcta: C) Separación espacial de la fijación de CO2 (mesófilo) y Ciclo de Calvin (vaina del haz)

  • A) Fijar CO2 únicamente de noche en vacuolasIncorrecto. La separación temporal nocturna es propia de plantas CAM.
  • B) Eliminar totalmente la enzima RuBisCOIncorrecto. Las plantas C4 conservan la RuBisCO en las células de la vaina del haz.
  • C) Separación espacial de la fijación de CO2 (mesófilo) y Ciclo de Calvin (vaina del haz)¡Correcto! Las plantas C4 fijan primero CO2 con PEP carboxilasa en el mesófilo y lo concentran en la vaina para la RuBisCO.
  • D) Absorber O2 para convertirlo en almidónIncorrecto. El oxígeno en RuBisCO causa fotorrespiración destructiva.

💡 Explicación

Las plantas C4 usan PEP carboxilasa en el mesófilo para fijar CO2 en oxaloacetato (4C), transportándolo a la vaina del haz para liberar CO2 a la RuBisCO.

Pregunta 16

Bloom: Apply

En Hermosillo se analiza la inhibición competitiva de una enzima metabólica por un análogo sintético.

¿Cómo cambian los parámetros cinéticos Km y Vmax en una inhibición competitiva?

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Respuesta correcta: D) Aumenta la Km (disminuye afinidad aparente) y la Vmax permanece constante

  • A) Disminuyen Km y Vmax paralelamenteIncorrecto. Este patrón corresponde a inhibición acompetitiva.
  • B) Disminuye Vmax y Km se mantiene constanteIncorrecto. Este patrón corresponde a inhibición no competitiva pura.
  • C) Aumentan Km y Vmax de forma infinitaIncorrecto. Las enzimas exhiben cinética de saturación biológica finita.
  • D) Aumenta la Km (disminuye afinidad aparente) y la Vmax permanece constante¡Correcto! En inhibición competitiva, el inhibidor compite por el sitio activo; añadiendo suficiente sustrato se alcanza la misma Vmax pero se eleva Km.

💡 Explicación

El inhibidor competitivo se une reversiblemente al sitio activo. A concentraciones elevadas de sustrato se logra la Vmax original, lo que incrementa Km.

Pregunta 17

Bloom: Evaluate

Se estudia la regulación alostérica de la Fosfofructocinasa-1 (PFK-1), enzima clave de la glucólisis.

¿Qué moléculas actúan como modulador negativo (inhibidor) y positivo (activador) de la PFK-1?

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Respuesta correcta: A) Inhibidores: ATP y citrato; Activadores: AMP y Fructosa-2,6-bisfosfato

  • A) Inhibidores: ATP y citrato; Activadores: AMP y Fructosa-2,6-bisfosfato¡Correcto! Una alta carga energética (ATP/citrato) inhibe la PFK-1, mientras que el AMP y F-2,6-BP activan la glucólisis.
  • B) Inhibidor: AMP; Activador: ATPIncorrecto. El ATP indica abundancia de energía e inhibe la vía glucolítica.
  • C) Inhibidor: Glucosa; Activador: LactatoIncorrecto. La glucosa es el sustrato inicial de la glucólisis, no un modulador alostérico directo.
  • D) Inhibidor: Oxígeno; Activador: CO2Incorrecto. Los gases disueltos no interactúan directamente con los sitios alostéricos de PFK-1.

💡 Explicación

PFK-1 es inhibida por ATP y citrato cuando hay alta energía en la célula, y es activada por AMP y F-2,6-BP cuando los niveles energéticos caen.

Pregunta 18

Bloom: Evaluate

En un experimento clásico se acidifica el lumen tilacoidal a pH 4.0 en oscuridad y luego se transfiere a pH 8.0 con ADP y Pi.

¿Qué principio fundamental demostró este experimento de Jagendorf?

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Respuesta correcta: B) El gradiente de protones a través de la membrana es suficiente para impulsar la síntesis de ATP sin luz directa

  • A) La luz es requerida de forma continua para mover la ATP sintasaIncorrecto. El experimento ocurrió en total oscuridad tras crear el gradiente ácido.
  • B) El gradiente de protones a través de la membrana es suficiente para impulsar la síntesis de ATP sin luz directa¡Correcto! Demostró la hipótesis quimiosmótica: la fuerza protón-motriz induce la síntesis de ATP independientemente de la excitación luminosa en ese instante.
  • C) El ATP se origina por la destrucción de proteínas del estromaIncorrecto. La síntesis ocurrió por fosforilación de ADP + Pi mediante el gradiente de H+.
  • D) Las acuaporinas transforman el agua en ATP por temperaturaIncorrecto. Las acuaporinas transportan agua, no sintetizan ATP.

💡 Explicación

La fuerza protón-motriz (diferencia de pH e impulso eléctrico) a través de membranas acopladas es la fuerza impulsora directa de la ATP sintasa.

Pregunta 19

Bloom: Evaluate

Se analiza la relación termodinámica entre el cambio de potencial redox (ΔE'0) y la energía libre (ΔG'0) en la cadena respiratoria.

¿Qué condición sobre ΔE'0 garantiza que la transferencia de electrones sea espontánea (ΔG'0 < 0)?

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Respuesta correcta: C) El flujo debe ocurrir hacia pares redox con potenciales más positivos (ΔE'0 > 0)

  • A) El flujo debe ir hacia potenciales más negativos (ΔE'0 < 0)Incorrecto. Un ΔE'0 negativo provocaría un ΔG'0 positivo (proceso endergónico).
  • B) El potencial redox debe ser igual a ceroIncorrecto. Si ΔE'0 = 0, el sistema está en equilibrio y no produce trabajo.
  • C) El flujo debe ocurrir hacia pares redox con potenciales más positivos (ΔE'0 > 0)¡Correcto! Debido a ΔG'0 = -n F ΔE'0, un cambio de potencial positivo genera una variación de energía libre negativa (espontánea).
  • D) La constante de Faraday debe ser ceroIncorrecto. La constante de Faraday es una constante física fija de ~96,485 C/mol.

💡 Explicación

La transferencia espontánea de electrones transcurre desde dadores con bajo potencial redox hacia aceptores con mayor potencial redox (ΔE'0 > 0, ΔG'0 < 0).

Pregunta 20

Bloom: Evaluate

En respuesta al glucagón en ayuno, la Proteína Cinasa A (PKA) fosforila a la enzima bifuncional PFK-2/FBPasa-2 en el hígado.

¿Cuál es el resultado de esta fosforilación sobre la Fructosa-2,6-bisfosfato y el flujo metabólico?

Elige una opción para comprobar tu respuesta.

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Respuesta correcta: D) Se inactiva PFK-2 y se activa FBPasa-2, destruyendo la Fructosa-2,6-bisfosfato e inhibiendo la glucólisis para activar gluconeogénesis

  • A) Se activa PFK-2 y se acumula Fructosa-2,6-bisfosfato acelerando la glucólisisIncorrecto. Esto ocurre en presencia de insulina mediante desfosforilación.
  • B) La enzima es degradada de forma irreversible en proteasomasIncorrecto. La fosforilación es una modificación covalente reversible.
  • C) Se secretan enzimas al torrente sanguíneoIncorrecto. PFK-2/FBPasa-2 es una enzima citoplasmática hepatocitaria interna.
  • D) Se inactiva PFK-2 y se activa FBPasa-2, destruyendo la Fructosa-2,6-bisfosfato e inhibiendo la glucólisis para activar gluconeogénesis¡Correcto! La fosforilación activa el dominio fosfatasa (FBPasa-2), eliminando el regulador alostérico F-2,6-BP y frenando la glucólisis.

💡 Explicación

La fosforilación por PKA durante el ayuno reduce los niveles de Fructosa-2,6-bisfosfato, apagando la glucólisis y encendiendo la gluconeogénesis hepática.

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